3种杀菌剂对2015—2016年东北和华北地区致病疫霉群体的室内毒力测定
2019-01-03屈智莲赵冬梅杨志辉张岱潘阳朱杰华
屈智莲 赵冬梅 杨志辉 张岱 潘阳 朱杰华
摘要:采用菌丝生长抑制法室内测定3种杀菌剂对2015—2016年东北和华北地区致病疫霉群体的毒力。结果表明,供试的3种杀菌剂对2015—2016年东北和华北地区致病疫霉菌丝生长均有一定的抑制作用,化学杀菌剂23.4% 双炔酰菌胺悬浮剂对2015—2016年东北和华北地区致病疫霉群体毒力最强,其2年的平均EC50值为0.067 7 mg/L;其次是52.5%唑菌酮霜脲氰水分散粒剂,其EC50值为0.267 4 mg/L;64%霜灵·锰锌可湿性粉剂的毒力最差,其EC50值为3.436 0 mg/L。因此,23.4%双炔酰菌胺悬浮剂和52.5%唑菌酮霜脲氰水分散粒剂为防治马铃薯晚疫病菌抑菌效果较好的药剂,用量少且毒性低,可在生产中推广使用,64%霜灵·锰锌可湿性粉剂在田间应与其他抑菌效果较好的药剂配合施用。
关键词:致病疫霉;杀菌剂;室内毒力测定;马铃薯
中图分类号: S482.2文献标志码: A
文章编号:1002-1302(2019)21-0160-05
收稿日期:2018-03-09
基金項目:公益性行业(农业)科研专项(编号:201303018);现代农业产业技术体系建设专项资金(编号:CARS-09-P18)。
作者简介:屈智莲(1990—),女,河北涿州人,硕士研究生,从事马铃薯真菌病害防控研究。E-mail:quzhilian@qq.com。
通信作者:朱杰华,博士,教授,主要从事马铃薯真菌病害研究。Tel:(0312)7528175;E-mail:zhujiehua356@163.com。
马铃薯淀粉含量丰富,较大米和小麦含有更多的蛋白质和人类所必需的氨基酸等,因此在世界各国广泛种植。2015年我国提出马铃薯主粮化战略,至2020年将50%以上的马铃薯作为主食来利用[1]。然而,由卵菌致病疫霉[Phytophthora infestans (Montagne) de Bary]引起的马铃薯晚疫病,流行性极强,极具毁灭性,曾造成历史上著名的爱尔兰大饥荒[2]。马铃薯晚疫病在全球马铃薯种植区均有发生,每年造成的损失全球达到60亿美元,中国达到10亿美元,且危害性与防治难度逐年加大[2-3]。
黑龙江、吉林、辽宁等3省属于东北一季作区,是传统的马铃薯种植区。生产条件良好、生产规模大,是我国重要的种薯和商品薯生产基地[4]。同时,气候冷凉潮湿,利于马铃薯晚疫病菌的生长和繁殖,使得晚疫病的发生日益严重。当前生产中除利用有限的抗病品种以外,主要利用农药防治该病[5],因此选择防效较好的的杀菌剂是做好马铃薯晚疫病防治工作的前提[6]。
防治马铃薯晚疫病的常用农药有甲霜灵、烯酰吗啉、代森锰锌、嘧菌醋、氟吗啉、银法利等[7]。其中以甲霜灵为代表的苯基酰胺类杀菌药剂在晚疫病的防治中曾有非常好的效果,但自1981年荷兰、爱尔兰出现了抗甲霜灵的菌株之后,各国陆续出现了高抗菌株,使得该类药剂的防治效果明显降低,在有些地区甚至几乎完全无效。
为筛选出马铃薯晚疫病田间防治中的高效药剂,刘琼光等测定了10种杀菌剂,即Abmbat、霜脲氰+代森锰锌、嘧菌醋、霜灵+代森锰锌、精甲霜灵、甲基代森锌、氟吡胺、烯酰吗啉+比作嘧菌醋、双炔酰菌胺、多菌灵对马铃薯晚疫病的防效,结果表明,除多菌灵以外,其他9种杀菌剂效果较好[8]。孙东显等对7种防治马铃薯晚疫病的杀菌剂进行了药效测试,结果表明,30%嘧菌醋、25%双炔酰菌胺、50%氟啶胺以及0.5%苦参碱的效果较好,防效高达80%,45% TPTAc、68.75% 氟吡胺防效达70%,其中52.5% Famoxadone+Cymoxanilm防效为65%,因此建议田间使用杀菌剂的时候交替使用避免抗性出现[9]。Majeed等研究了内吸性杀菌剂(克露、瑞毒霉金、Fostylalluminnum)和3种接触性杀菌剂对马铃薯晚疫病菌的影响,结果表明,2种类型的杀菌剂均可以非常有效地降低病害严重程度并控制疾病的蔓延,其中效果较好的是内吸性杀菌剂克露,其次是其他内吸性杀菌剂和接触性杀菌剂,效果相对较差的是内吸性杀菌剂瑞毒霉金[10]。相栋采用菌丝生长抑制法测定了7种杀菌剂对番茄晚疫病菌的室内毒力,结果表明,23.4%双炔酰菌胺悬浮剂防治番茄晚疫病菌抑菌效果较好,用量少且毒性低[11]。
本研究选用23.4%双炔酰菌胺悬浮剂、64%霜灵·锰锌可湿性粉剂、52.5%唑菌酮霜脲氰水分散粒剂等3种杀菌剂,通过测定2015—2016年东北和华北地区致病疫霉群体的平均EC50值,从而监测2015—2016年东北和华北地区致病疫霉群体对这3种药剂的敏感性,为马铃薯晚疫病化学防治综合治理方案的制定提供理论依据。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1供试菌株
根据采集时间、采集地点以及实验室菌种保存情况选取黑龙江、吉林、辽宁和河北省等地共98株菌株。菌株详细信息见表1。试验时间为2015年7月至2016年10月,试验地点为河北农业大学马铃薯病害研究中心。
1.1.2仪器及试剂
主要试验仪器有超净工作台、生化培养箱、电热恒温鼓风干燥箱、显微镜、纯水机、微波炉、水浴锅、电子天平、微量移液枪及各种规格枪头、玻璃培养皿、佳能相机、接菌针、打孔器、涂布器等。
1.1.3供试药剂
主要试验药剂有23.4%双炔酰菌胺悬浮剂、64%霜灵·锰锌可湿性粉剂、52.5%唑菌酮霜脲氰水分散粒剂(表2)。
1.1.4供试培养基
配制1 000 mL的黑麦培养基:60 g黑麦,12~15 g琼脂,20 g蔗糖,加蒸馏水补足至1 000 mL,调pH值至5.8~6.2,121 ℃高压灭菌20 min备用。
1.2试验方法
1.2.1供试菌株的培养
将实验室保存的供试菌株接种到黑麦培养基上预培养7 d,然后用0.5 cm打孔器沿菌落边缘打取菌盘,分别接种到新的黑麦培养基中央,并贴上封口膜,防止培养过程中污染杂菌。置于温度为18 ℃培养箱中黑暗培养,每个处理重复3次。
1.2.2生长速率法计算生长抑制率
采用抑制菌丝生长速率法对供试菌株进行3种杀菌剂的室内毒力测定,每个省份选择2株菌株进行了预试验,通过预试验结果最终确定了药剂浓度(表3)。将带有不同浓度梯度杀菌剂的培养基倒入培养皿(Φ=9 cm)中,每皿约为20 mL,对照中加入等量的无菌水,每个处理重复3次。
待对照菌落直径大于7 cm时,采用十字交叉法测量菌落直径并记录。根据以下公式计算3种杀菌剂对菌丝生长的抑制百分率:抑菌率=[(对照菌落直径-菌饼直径)-(处理菌落直径-菌饼直径)]/(对照菌落直径-菌饼直径)×100%。
1.2.3数据分析与处理
采用Excel软件和DPS软件对数据进行统计分析,以杀菌剂浓度(mg/L)的对数值为自变量,抑菌率的概率值為因变量,建立毒力回归方程,求出各药剂的抑制中浓度EC50、回归方程及相关系数r。使用SPSS 19.0软件对数据进行显著性差异分析。
2结果与分析
2.13种杀菌剂对2015年致病疫霉群体的抑制效果
由表4可知,双炔酰菌胺的抑菌效果最好,EC50平均值为(0.022 9±2.805 6) mg/L,最大值是最小值的4.23倍;其次为唑菌酮霜脲氰的效果,EC50平均值为(0.253 3±0.095 1) mg/L,最大值是最小值是4.33倍;霜灵·锰锌的效果最差,EC50平均值为(2.348 8±0.007 1) mg/L,最大值是最小值的28.02倍。这表明同一种杀菌剂对不同菌株的抑菌效果存在一定的差异,其中霜灵·锰锌在菌株间的抑菌效果差异最大,可能已有部分菌株对其产生抗药性。
由图1可知,唑菌酮霜脲氰和双炔酰菌胺在各省份的EC50值均低于0.285 9 mg/L,其中唑菌酮霜脲氰在3个省的EC50值为0.228 6~0.285 8 mg/L,双炔酰菌胺在3个省的EC50值为0.022 4~0.023 8 mg/L,表明黑龙江、吉林、辽宁这3个省的致病疫霉群体对这2种杀菌剂的敏感性均较高,且显著性差异分析表明,这2种杀菌剂在3个省之间的敏感性无显著差异;而霜灵·锰锌在各省份的EC50值均高于1.544 0 mg/L,3个省的EC50值介于1.543 9~3.319 5 mg/L之间,明显高于其他2种杀菌剂,不同省份之间有显著差异,抑菌效果由大到小依次为黑龙江省、吉林省、辽宁省。由此表明,恶唑菌酮霜脲氰和双炔酰菌胺这2种杀菌剂的抑菌效果较稳定,对各地区的致病疫霉群体的抑菌效果都较好。而恶霜灵·锰锌的抑菌效果相对较差,且地区间存在较大差异,其中辽宁等地的致病疫霉群体可能已出现抗药性。
2.23种杀菌剂对2016年致病疫霉群体的抑制效果
由表5可知,3种杀菌剂对这些不同地区的致病疫霉均有良好的抑制作用,但3种杀菌剂的抑制作用表现出明显不同。其中,双炔酰菌胺的效果最好,EC50平均值为(0.112 5±0.026 4) mg/L,最大值是最小值的2.06倍;其次,为唑菌酮霜脲氰的效果,EC50平均值为(0.281 5±0.072 4) mg/L,最大值是最小值相差2.19倍;最后,霜灵·锰锌的效果较低,EC50平均值为(4.523 2±2.101 9) mg/L,最大值是最小值的4.35倍。这表明同一种杀菌剂对2016年采集的不同菌株的抑菌效果存在一定的差异,其中霜灵·锰锌在菌株间的抑菌效果差异最大,可能已有部分菌株对其产生抗药性。
由图2可知,唑菌酮霜脲氰和双炔酰菌胺的抑菌效果在不同省份间的差异不大,且EC50值都较低。唑菌酮霜脲氰和双炔酰菌胺在各省份的EC50值均低于0.344 2 mg/L,其中唑菌酮霜脲氰各省份的EC50值为0.190 4~0.344 1 mg/L,双炔酰菌胺各省份的EC50值为0.122 8~0.147 1 mg/L,表明黑龙江、吉林、辽宁、河北这4个省的致病疫霉群体对这2种杀菌剂的敏感性均较高,且显著性差异分析表明,2种杀菌剂在各省份间的敏感性无显著差异。而霜灵·锰锌在各省份的EC50值均高于1.782 7 mg/L,各省份的EC50值为1.782 7~2.553 4 mg/L,明显高于其他2种杀菌剂,不同省之间有显著差异,抑菌效果由大到小依次为吉林省、辽宁省、黑龙江省、河北省。
由此表明,唑菌酮霜脲氰和双炔酰菌胺这2种杀菌剂的抑菌效果较稳定,对各地区的致病疫霉群体的抑菌效果均较好。而霜灵·锰锌的抑菌效果抑菌效果相对较差,且地区间存在较大差异,可能黑龙江和河北等地的致病疫霉群体已出现抗药性。
2.3年度间不同地区致病疫霉群体的药剂敏感性
由表6可知,2015年和2016年药剂毒力由大到小依次均为双炔酰菌胺、唑菌酮霜脲氰、霜灵·锰锌。但随着时间的变化,2016年3种药剂的平均EC50值均高于2015年,这表明随着时间的推移,致病疫霉群体对这3种杀菌剂的敏感性逐渐下降,可能会逐渐产生抗药性。
在3种杀菌剂中,唑菌酮霜脲氰的平均EC50值由0.253 3 mg/L 上升到0.281 5 mg/L,上升幅度较小,双炔酰菌胺和霜灵·锰锌的平均EC50值有明显上升,这表明唑菌酮霜脲氰的抑菌率相对稳定,而双炔酰菌胺和霜灵·锰锌的抑菌率随着时间的推移逐渐降低,建议在田间防治马铃薯晚疫病时注意这2种杀菌剂与其他药剂的配合使用。
就不同地区而言,3种杀菌剂中双炔酰菌胺和唑菌酮霜脲氰对晚疫病菌菌丝生长的抑制效果较好(图3),各省份的EC50差异不大,不同省份晚疫病群体对杀菌剂敏感性差异不大。而霜灵·锰锌对菌丝生长的抑制效果相对其他2种杀菌剂不稳定,在地区间存在明显差异,霜灵·锰锌对黑龙江与吉林的致病疫霉群体的EC50分布趋势相对平缓,而对辽宁省2015年、2016年的防治效果存在较大差异,分别为3.319 5、1.811 1 mg/L,这表明可能辽宁省致病疫霉群体中的部分菌株已经对霜灵·锰锌产生了抗药性,在田间施用霜灵·锰锌时应注意与其他药剂配合使用。
3结论与讨论
2015年、2016年2年的室内毒力测定结果均表明,3种杀菌剂中双炔酰菌胺对晚疫病菌的抑制效果最好,其次为唑菌酮霜脲氰,最差是霜灵·锰锌。这与高雪等在2014年对东北地区晚疫病菌的毒力测定结果[12]一致,且从同一种药剂不同年份的EC50值来看,2014—2016年3年间随着时间的推移,这3种杀菌剂的平均EC50值逐渐升高,表明东北和华北地区致病疫霉群体对这3种杀菌剂的抗药性逐渐增加。
本研究选用的23.4%双炔酰菌胺悬浮剂2015—2016年的EC50值为0.022 9~0.112 5 mg/L。赵建江等测定了5种杀菌剂对番茄晚疫病菌的室内毒力,其中23.4%双炔酰菌胺悬浮剂的毒力回归方程为y=3.372 5x+9.811 2,EC50值为0.037 4 mg/L[13]。相栋研究发现,23.4%双炔酰菌胺悬浮剂对番茄晚疫病菌毒力最强,其EC50值为0.37 mg/L[11]。这表明23.4% 双炔酰菌胺悬浮剂对马铃薯晚疫病和番茄晚疫病的防治效果差异不大。
唑菌酮霜脲氰为唑菌酮和霜脲氰的复配杀菌剂,分别为唑琳酮类和氰基乙酞胺类杀菌剂。作用机制为抑制核酸(DNA、RNA)和氨基酸、脂质体的合成外,同时抑制病原菌的線粒体的电子传递而致效[14]。双炔酰菌胺是由先正达公司开发的新型卵菌纲病害杀菌剂,也是第1个商品化的扁桃酰胺类化合物,双炔酰菌胺对抑制孢子的萌发具有较高活性。它同时也抑制菌丝体的成长与孢子的形成[15]。杀毒矾有效成分是霜灵和代森锰锌。霜灵是一种内吸性杀菌剂,对真菌霜霉病菌和疫病菌都具有灭生作用;代森锰锌是一种广谱性触杀作用的杀菌剂[16]。因此,本研究选取的双炔酰菌胺的抑菌效果最好,由作用机制来看双炔酰菌胺比另外2种杀菌剂对晚疫病菌更有针对性。
本研究选用的瑞凡为扁桃酸酰胺类杀菌剂,杀毒矾为霜类广谱性杀菌剂,韩秀英等在研究表明,辣椒疫霉上双炔酰菌胺与其他药剂之间均不存在交互抗性[17],致病疫霉上这3种杀菌剂有无交互抗性还有待进一步验证。
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